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如何利用MEMS扫描镜技术提高汽车安全性

2017-01-19 09:16
FlappyBird
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在2016年美国MEMS与传感器执行大会期间,我见到了Mic roVision 公司系统工程与先进应用部门总监Jari Honkanen,他向我介绍了MicroVision公司发明的令人称奇的MEMS移动镜技术。

图1:我手里捏着的就是单个微型MEMS扫描镜组件。

2016年底MicroVision公司和意法半导体公司宣布合作开发、销售和推广激光束扫描(LBS)技术。目前这两家公司正利用其LBS解决方案开发微型投影仪和平视显示器(HUD)市场,两家公司还有意进一步开发新兴市场与应用,包括虚拟现实和增强现实(VR,AR)、3D检测以及先进驾驶辅助系统(ADAS)。

另外,MicroVision和意法半导体还期望探索在未来的技术开发方面进行合作的方案,包括LBS产品联合路线图。这些合作将充分整合意法半导体公司的工艺设计与制造专长和MicroVision公司的LBS系统与解决方案。

业界对用于ADAS的激光雷达技术趋之若骛

这是业内的热门话题,很多大公司都想从中分得一杯羹。英飞凌去年通过收购Innoluce获得了激光雷达专用技术。ADI公司也从Vescent Photonics公司收购了LBS技术,以支持主流汽车激光雷达系统的普及。我希望未来会有更多同类的收购案发生,使这个市场火热起来。

独特的MicroVision MEMS 扫描镜构造和工作原理

图2:MEMS镜组件中有一个反射镜悬浮在常平架(Gimbal Frame)内,常平架上有一个 微加工的通电线圈。MEMS裸片周围安装有永磁体,用于提供磁场。只要给MEMS线圈 施加一个电流,就能在常平架上产生一个磁力扭矩,并沿旋转轴的两个方向产生分量。

这种设计的一个关键特性是只有一个驱动信号输入到MEMS。为了产生双轴移动,垂直和水平移动的波形只需做简单的叠加。

图3:扭矩的一个分量使常平架绕其挠曲悬架旋转(左);另一个分量则激发扫描镜谐振 模式的振动,使反射镜绕常平架的挠曲悬架旋转(右)。

这种复合的镜驱动波形由60Hz垂直扫描锯齿波函数和激发水平扫描谐振的高频正弦波叠加而成(图4)。

图4:复合驱动波形。

两个所需扫描角度的位置反馈是用压阻式(PZR)应变传感器产生的,应变传感器是通过微加工做到反射镜挠曲悬架和常平架挠曲悬架上的(图5)。

图5:图中所示的MEMS扫描镜裸片与用于垂直扫描位置反馈的压阻式应变传感器 靠得很近。位置系统反馈信号可以提高投影式显示器长时间使用和在不同环境条件 下的稳定性。

红、蓝和绿色激光二极管与 MEMS扫描镜集成在一起形成一个紧凑的彩色显示引擎,如图6所示。扫描镜系统在设计中使用了MEMS和小型激光器,包含光源在内,整个体积不超过5cm3,高度仅6mm。

图6:包含MEMS扫描镜和激光光源的扫描引擎子系统。

PicoP激光束扫描技术工作原理

图7:PicoP扫描技术的工作原理。

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